WO2023037515A1

WO2023037515A1 - 接触判定装置、接触判定システム、接触判定方法及びプログラム

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Publication number: WO2023037515A1
Application number: PCT/JP2021/033414
Authority: WO
Inventors: 達也吉本; 裕志吉田
Original assignee: 日本電気株式会社
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2023-03-16
Also published as: JPWO2023037515A1

Abstract

配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができる技術を提供するため、接触判定方法は、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得すること（Ｓ１１）、及び位置に関する情報に応じて特定される可動部の位置の変化量と、作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、作業機械と対象物との接触判定を行うこと（Ｓ１２）を含む。　

Description

接触判定装置、接触判定システム、接触判定方法及びプログラム

　本発明は、接触判定装置、接触判定システム、接触判定方法及びプログラムに関する。

　建設業では、現場作業員の高齢化、若手就業者の減少等による労働力不足や技能の継承が喫緊の問題となっている。そのため、オペレータの技能の補助として、作業機械で掘削した土砂を排出する作業を、遠隔制御にて実行する技術がある。例えば、特許文献１には、建設現場等で発生する掘削した土砂を指定された場所に排土する制御装置が開示されている。特許文献１に開示された制御装置は、積込指示信号によって操作される旋回体が向く方向が所定の領域である場合に、排土操作信号の出力を禁止する制御を行う。

日本国特開２０１９－１５１９７２号公報

　特許文献１に開示された制御装置は、土砂を貨物積載自動車（ダンプカー等）が存在する位置で排土することにより、土砂をこぼすことなく貨物積載自動車に積載することができる。

　一方で、土砂等を積載した貨物積載自動車が公道を走行するにあたっては、積載した土砂等の形状(荷姿）を整形する必要がある。例えば、走行中に土砂がこぼれてしまわないように、土砂を均して積載する必要がある。しかし、特許文献１に開示された技術では、排土をこぼすことなく貨物積載自動車に積載することは可能であるが、その排土の形状については考慮されていない。

　そのため、特許文献１に開示された技術を用いて貨物積載自動車に土砂を積載したとしても、土砂が整形されていない状態では走行中の土砂こぼれ防止の対策が十分でない場合がある。さらに、自動運転のようにオペレータが目視で荷姿を判断できない場合や、技能が不足しているオペレータで荷姿の判断がつかなかった場合には、排土の位置を調整するような操作を実行することもできない。

　本発明の一態様は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的の一例は、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができる技術を提供することである。

　本発明の一側面に係る接触判定装置は、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得手段と、前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行う判定手段とを備える。

　本発明の一側面に係る接触判定方法は、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得すること、及び前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行うことを含む。

　本発明の一側面に係る接触判定システムは、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得手段と、前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行う判定手段とを備える。

　本発明の一側面に係る接触判定プログラムは、コンピュータを接触判定装置として機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータを、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得手段と、前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行う判定手段と、として機能させる。

　本発明の一態様によれば、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができる。

本発明の例示的実施形態１に係る接触判定システムの構成を示す模式図である。例示的実施形態１に係る接触判定システムに適用されるバックホウとブルドーザの構成を示す模式図である。バックホウのバケットの位置の時間的変化を示すグラフの一例である。例示的実施形態１に係る接触判定方法の流れを示すフロー図の一例である。例示的実施形態に係る接触判定装置の構成を示すブロック図である。例示的実施形態２に係る接触判定システムの構成を示すブロック図である。例示的実施形態２に係るバックホウの作業状況を示す模式図である。バックホウのバケットを用いて土砂を均す手順を示す模式図である。降下制御をした場合のバケットの実際の移動の様子を示すグラフである。例示的実施形態２に係る動作制御装置が実行する動作制御方法の流れを示すフロー図の一例である。例示的実施形態２に係る接触判定装置が実行する接触判定方法の流れを示すフロー図の一例である。例示的実施形態２に係る変形例１に係る接触判定方法を示す模式図である。例示的実施形態２に係る変形例２に係る接触判定方法を示す模式図である。例示的実施形態３に係る接触判定システムの構成を示すブロック図である。例示的実施形態４に係る接触判定装置の構成を示すブロック図である。例示的実施形態５に係る作業機械を含む接触判定システムの構成を示すブロック図である。ソフトウェアによって接触判定装置を実現するための構成図である。

　〔例示的実施形態１〕
　本発明の第１の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本例示的実施形態は、後述する例示的実施形態の基本となる形態である。

　（接触判定システム１の構成）
　図１は、例示的実施形態１に係る接触判定システム１の構成を示す模式図である。本例示的実施形態では、バックホウ４０の可動部が作業の対象物である土砂に接触したか否かの判定を行う接触判定システム１について説明する。

　図示するように、接触判定システム１は、取得部１１及び判定部１２を備える。取得部１１及び判定部１２は、通信ネットワーク５０を介してバックホウ４０のコントローラ４４と通信可能に接続されている。通信ネットワーク５０は、無線（例えば、４Ｇ、５Ｇ、ローカル５Ｇ、ＬＴＥ、Ｗｉｆｉ（登録商標）等）又は有線（例えばＬＡＮ、光ファイバ等）のネットワークであり、作業エリア内で用いられるイントラネットワークでもよく、インターネットであってもよい。図１では、取得部１１及び判定部１２が無線通信ネットワーク５０を介してコントローラ４４と接続されている。なお、取得部１１及び判定部１２は、それぞれ請求の範囲に記載した取得手段及び判定手段の一形態である。

　取得部１１は、バックホウ４０が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する。位置とは、回転位置でもよく、並進位置でもよい。回転位置とは、例えば、可動部が回転する部材である場合の、可動部の回転角度である。並進位置とは、例えば、可動部が並進する部材である場合の、可動部の並進量である。これらの情報は、一例として、後述するセンサにより検出され、取得部１１に送信される。

　本例示的実施形態に係る位置は、バックホウ４０における基準点を基準とする相対位置でもよく、バックホウ４０と対象物とを含む空間内の絶対位置でもよい。位置に関する情報とは、バックホウ４０の可動部の相対位置又は絶対位置を導出可能な情報である。位置に関する情報とは、可動部の位置（以降、可動部の位置を姿勢と記載することもある）を導出可能な情報である。バックホウ４０の可動部については後述する。

　判定部１２は、位置に関する情報に応じて特定される可動部の位置の変化量と、バックホウ４０と対象物である土砂との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、作業機械と対象物との接触判定を行う。位置の変化量とは、可動部の相対位置又は絶対位置の変化量である。具体的には、位置データの１階微分に相当する量（例えば、可動部の移動速度量）でもよく、位置データの２階微分に相当する量（例えば、可動部の移動加速度量）でもよい。また、上記閾値は、作業機械と対象物との接触があるか否かの判定に用いる閾値であり、作業機械の種類、作業の内容、対象物の種類と性状等の各種条件に応じて設定可能である。そのため、実験又は推定等に基づいて各種条件ごとに予め定められている閾値を用いることができる。予めとは、接触判定を行う以前であればよく、一例として、自律駆動のための初期設定時（例えば、現場に作業機を搬入した際のキャリブレーション時）、始業前の点検時の入力時、メンテナンス、点検などの任意のタイミングでよい。なお、接触判定システム１は、位置の変化量を算出する図示しない算出部を備えていてもよい。

　接触判定における接触とは、面的な接触に限定されず、棒状の部材を対象物に差し込むこと、又は面状の部材を対象物に差し込むことも含まれる。具体的には、整地用又は造成用の作業機械のアームの先端に設けられたフォーク状の部材又はブレード状の部材を、土砂等の対象物に差し込むことも含まれる。

　コントローラ４４は、バックホウ４０に搭載されており、受信した動作制御信号に基づいて、バックホウ４０の動作制御を行う。搭載されているとは、バックホウ４０に内蔵されているか、又は一般的な市販のバックホウに後乗せ（例えば、小型のコンピュータを搭乗席に乗せる等）されていることを指す。例えば、自律駆動を想定したバックホウ４０であれば、市販時に内蔵されている。しかし、搭乗操作が前提のバックホウであれば、制御プログラムを組み込んだ小型のコンピュータをコントローラ４４として後付けしてもよい。搭乗操作型バックホウに後付けする場合、レバーにアタッチメントを装着し、アタッチメントに指示することでレバーを動作してバックホウを動作させてもよい。なお、コントローラ４４をバックホウの周辺（通信ネットワークで通信できる範囲）に設置しておき、そこからバックホウ４０に制御信号を送信する構成でもよい。動作制御信号は、バックホウ４０の各部の動作を制御する信号であり、後述する動作制御装置が生成して、コントローラ４４に送信する。

　（バックホウの構成）
　接触判定システム１が適用されるバックホウ４０の構成について、図面を参照して説明する。図２の２０１は、バックホウ４０の構成を示す模式図である。バックホウ４０は、通常時は人が搭乗操作せず、コントローラ４４を用いた遠隔制御に従って作業を行う。遠隔制御には、別の場所にいる作業者がコントローラ４４に信号を送信することにより操作する方法、又は別の場所にある自律制御装置が、コントローラ４４に信号を送信することにより自律制御を実施するという方法等が含まれる。

　図２の２０１に示すように、バックホウ４０は、走行部４９と、走行部４９に取り付けられた本体４５と、コントローラ４４とを含む。バックホウ４０は、バックホウ４０の各部の姿勢、即ち位置を検出するための図示しない各種センサを含んでいる。なお、バックホウ４０の各部の姿勢、即ち位置を検出するセンサに代えて、又は加えて、作業エリアにカメラ、又は測距装置等を配置し、これらの装置により得られた情報から、バックホウ４０の各部の姿勢又は位置を検出してもよい。

　走行部４９は、バックホウ４０の前進、後進、右折、左折を可能とする走行部である。走行部４９は、例えば無限軌道ベルトを用いて走行する。可動部は、本体４５と、本体４５に接続されたブーム４１（第１の可動部）と、ブーム４１の先端部に接続されたアーム４２（第２の可動部）と、アーム４２の先端部に接続されたバケット４３（第３の可動部）と、を含む。取得部１１は、これらの可動部のうち、少なくとも何れかの可動部の回転位置に関する情報を取得する。

　本体４５は、走行部４９の上で、地面に略平行な平面内での旋回が可能である。略平行とは、完全な平行だけでなく、一定の誤差の範囲の凹凸や傾斜のあるものも、実質的には平行であるとみなす。なお、バックホウ４０が水平な地面にある場合は、地面に平行な平面は水平面となるため、以下では地面と略平行な面を便宜的に「水平面」と称する。

　ブーム４１は、ブーム軸４６を中心に、水平面に略垂直な平面内で往復旋回が可能である。略垂直とは、完全な垂直だけでなく、一定の誤差の範囲で傾斜のあるものも、実質的には垂直であるとみなす。アーム４２は、ブーム４１と同じ旋回面で、アーム軸４７を中心に往復旋回が可能である。バケット４３は、アーム４２の旋回面と同じ旋回面で、バケット軸４８を中心に往復旋回が可能である。可動部の各部が旋回することにより、バックホウ４０の姿勢が変化する。なお、可動部の各部とは、本体４５、ブーム４１、アーム４２、およびバケット４３を指す。

　各可動部は、その旋回角度により、空間的な位置が導出できる。例えば、本体４５の旋回角度とブーム４１の旋回角度から、走行部４９の所定の位置を基準とするアーム軸４７の位置が導出できる。そして、アーム軸４７の位置とアーム４２の旋回角度からバケット軸４８の位置が導出できる。そしてバケット軸４８の位置とバケット４３の旋回角度から、バケット４３の底面の位置が導出できる。

　各種センサは、それぞれ、バックホウ４０の可動部の位置に関する情報を検出する。可動部の位置に関する情報とは、例えば、可動部の各部の旋回角度等であるがこれらに限られない。本例示的実施形態では、センサのそれぞれは、本体４５、ブーム４１、アーム４２、またはバケット４３の旋回角度を検出するセンサである。センサが検出した旋回角度（位置に関する情報）は、取得部１１に送信される。

　具体的には、本体４５の旋回角度を検出するセンサは、例えばジャイロセンサである。また、このセンサは、本体４５を旋回させるモータの回転数を検出するエンコーダでもよい。ブーム４１の旋回角度を検出するセンサは、ブーム４１の水平面からの角度を検出する傾斜センサ又はジャイロセンサである。このセンサは、ブーム４１を旋回させる油圧シリンダのロッドの移動距離を検出するエンコーダでもよい。同様に、アーム４２の旋回角度を検出するセンサは、アーム４２の、ブーム４１に対する角度を検出する、例えば傾斜センサ、ジャイロセンサ、又はエンコーダである。バケット４３の旋回角度を検出するセンサは、バケット４３の、アーム４２に対する角度を検出する、例えば傾斜センサ、ジャイロセンサ、又はエンコーダである。

　コントローラ４４は、プロセッサ、メモリおよび通信インタフェース（何れも不図示）を有する。コントローラ４４は、メモリに記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより、センサの検出値を取得し、取得した検出値を、通信インタフェースを介して図示しない動作制御装置に送信する。また、コントローラ４４は、メモリに記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより、通信インタフェースを介して図示しない動作制御装置から受信した動作制御信号にしたがって、バックホウ４０の各部を制御する。

　例えば、コントローラ４４は、動作制御信号にしたがって、本体４５、ブーム４１、アーム４２、およびバケット４３の一部または全部を旋回させる。例えば、本体４５、ブーム４１、およびアーム４２の一部または全部を旋回させた場合、バケット４３の位置が変化し、バケット４３が移動する。また、例えば、バケット４３を旋回させた場合、バケット４３は、対象物ＴＯである土砂を掬い取る動作、又は放土する動作を行う。

　（ブルドーザの構成）
　本例示的実施形態において、適用可能な作業機械はバックホウ４０に限られず、例えば、ブルドーザに適用することができる。接触判定システム１が適用されるブルドーザ４０ａの構成について、図面を参照して説明する。図２の２０２は、ブルドーザ４０ａの構成を示す模式図である。ブルドーザ４０ａは、バックホウ４０と同様に、通常時は人が搭乗操作せず、コントローラ４４を用いた遠隔制御に従って作業を行う。

　図２の２０２に示すように、ブルドーザ４０ａは、走行部４９と、走行部４９に取り付けられた本体４５ａと、コントローラ４４とを含む。ブルドーザ４０ａは、ブルドーザ４０ａの各部の姿勢、即ち位置を検出するための図示しない各種センサを含んでいる。

　以下、上述のバックホウ４０と異なる部分について説明する。

　ブルドーザ４０ａの可動部は、本体４５ａと、本体４５ａに取り付けられたシリンダ４１ａ（第１の可動部）及びロッド４２ａ（第２の可動部）と、ロッド４２ａの先端部に取り付けられたブレード４３ａ（第３の可動部）と、を含む。

　ブルドーザ４０ａは、ロッド４２ａを前後に並進させてブレード４３ａを前後に移動させる。これにより、ブルドーザ４０ａは、対象物ＴＯである土砂を押しのけて整地等を行うことができる。また、シリンダ４１ａを図示しない油圧シリンダで上下に旋回させることで、ブレード４３ａを上下に移動させることができる。また、ブレード４３ａ自体を図示しない油圧シリンダで上下に旋回させてもよい。ブルドーザ４０ａの可動部は、シリンダ４１ａ、ロッド４２ａ及びブレード４３ａを指す。

　各種センサは、ブルドーザ４０ａの状態を検出する。ブルドーザ４０ａの状態とは、例えば、可動部の各部の旋回角度又は並進量であるがこれらに限られない。本例示的実施形態では、センサは、本体４５ａの旋回角度を検出するセンサ、シリンダ４１ａの旋回角度を検出するセンサ、ロッド４２ａの並進量を検出するセンサ、及びブレード４３ａの旋回角度を検出するセンサである。これらのセンサは、バックホウ４０で用いられるセンサと同様である。つまり、旋回角度を検出するセンサは、ジャイロセンサ又はエンコーダ等を用いることができる。並進量を検出するセンサは、ロッド４２ａの移動量を検出するエンコーダ等を用いることができる。センサが検出した旋回角度又は並進量は、取得部１１に送信される。

　上述のように、本接触判定システム１が適用される作業機械はバックホウ４０に限定されず、ショベルカー、ブルドーザ、ホイールローダ等の、対象物の掘削、整形、採取又は運搬等を行う作業機械が含まれる。また、本例示的実施形態に係る作業機械が扱う対象物は土砂に限定されず、穀物や砂礫等の粒状体、セメント等の粉体、がれき等の無定形物が含まれる。さらに、対象物は、無定形物に限られず、可動部との接触の有無を判定したい構造体、地面等の不動体であってもよい。

　（位置の変化量）
　次に、位置の変化量の具体例について図面を参照して説明する。例えば、バックホウ４０のバケット４３を用いて貨物積載自動車に積載された土砂を均す動作をする場合を考える。貨物積載自動車に放土されただけの土砂は、中央付近が高く、周辺にいくほど低い状態、あるいは、土砂に大きな凹凸が残った状態のままである。そこで、バケット４３の底面部を土砂の高く盛り上がった部分に押し当てて、土砂の高低差が少なくなるように均す作業を、図示しない動作制御部が実行する。

　具体的には、動作制御部は、土砂の凸部の上方に予め配置されたバケット４３を、一定の速度で降下させる降下制御信号をコントローラ４４に送信する。コントローラ４４は、この降下制御信号を受信すると、バケット４３を降下させる制御を実行する。なお、バケット４３を降下させる制御は、アーム４２又はブーム４１の回転位置を変化させる制御で実行することができる。

　図３は、この際のバケット４３の位置の時間的変化を示すグラフの一例である。図３の縦軸は、バケット４３の高さ位置（アーム４２又はブーム４１の回転位置）を示し、横軸は時間を示す。コントローラ４４がバケット４３を土砂の上方から土砂に向かって一定の速度で降下させると、時刻ｔ１からスタートし、時刻ｔ２に至るまでは、バケット４３は制御された一定の速度で降下する。しかし、時刻ｔ２の時点で、バケット４３の底面が土砂に接触すると、バケット４３は土砂を押圧するため、土砂から反力を受けて降下速度が変化（具体的には減少）する。つまり、時刻ｔ２からバケットの位置の変化が緩やかになる。言い換えれば、傾きが時刻ｔ２以降で小さくなる。

　時刻ｔ１から時刻ｔ２の間の制御された降下速度をｖ１とし、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの間の降下速度をｖ２とする。降下速度ｖ１とｖ２は、前述の位置の変化量の一例である。接触判定システム１は、位置に関する情報（高さ情報）から位置の変化量である降下速度ｖ１、ｖ２を算出する図示しない算出部を備えている。なお、降下速度は位置が低くなる方向の速度とするので、ｖ１、ｖ２はいずれも正の値である。

　（接触判定）
　ここで、判定部１２は、ｖ２が閾値Ｔ１以下である場合に、バケット４３と土砂とが接触したと判定してもよい。ただし、閾値Ｔ１は、制御された降下速度ｖ１よりも小さい値に設定される。

　さらに、判定部１２は、バケット４３と土砂との接触を判定する基準となる時間間隔Ｔにおいて、位置の変化量である降下速度ｖ２が閾値Ｔ１以下である場合に、バケット４３と土砂とが接触したと判定してもよい。図３に示す例では、時刻ｔ２から時刻ｔ３までの時間間隔がＴであり、この時間間隔Ｔの間で降下速度はｖ２であり、ｖ２＜Ｔ１である。そこで、判定部１２は、バケット４３と土砂とが接触したと判定する。判定部１２の判定結果は動作制御装置へ送信される。動作制御部は、バケット４３と土砂とが接触したと判定結果を受信すると、一例として、バケット４３の降下制御を停止する信号をコントローラ４４に送信する。コントローラ４４は、動作制御装置からバケット４３の降下制御を停止する信号を受信すると、バケット４３の降下制御を停止する。そのため、図３に示す例では、時刻ｔ３以降はバケットの位置が変化していない。バケット４３と土砂との接触を判定する基準となる時間間隔Ｔは、予め設定しておくことができる。予めとは、可動部の変化量を示す閾値の説明において説明したとおりである。

　閾値Ｔ１は、制御された降下速度ｖ１よりも小さい値に設定される。降下速度ｖ１は、動作制御装置による動作制御信号、及び、バックホウ４０における油圧シリンダの仕様等に応じてどの程度の数値になるかを予め把握しておくことができる。

　以上のように、本例示的実施形態に係る接触判定システム１においては、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得手段と、位置に関する情報に応じて特定される可動部の位置の変化量と、作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、作業機械と対象物との接触判定を行う判定手段とを備える構成が採用されている。このため、本例示的実施形態に係る接触判定システム１によれば、可動部の位置に関する情報から位置の変化量を算出し、この結果に基づいて作業機械と対象物との接触判定を行う。これにより、接触の判定を確実に行うことができるため、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができるという効果が得られる。

　（接触判定方法）
　次に、本例示的実施形態に係る接触判定方法Ｓ１について図面を参照して説明する。図４は、本例示的実施形態に係る接触判定システム１が実行する接触判定方法Ｓ１の流れを示すフロー図の一例である。

　図示するように、接触判定方法Ｓ１は、次のステップを含む。ステップＳ１１において、取得部１１は、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する。例えば、取得部１１は、バックホウ４０のバケット４３の位置に関する情報を取得する。位置及び位置に関する情報の内容については、接触判定システム１の取得部１１に関して説明した内容と同様である。

　ステップＳ１２において、判定部１２は、位置に関する情報に応じて特定される可動部の位置の変化量と、作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、作業機械と対象物との接触判定を行う。例えば、判定部１２は、バケット４３の位置に関する情報から算出された位置の変化量であるバケット４３の降下速度が、バケット４３と土砂との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値以下である場合に、バケット４３と対象物である土砂とが接触したと判定する。位置の変化量と接触判定の具体例については、接触判定システム１の判定部１２に関して説明した内容と同様である。

　なお、判定部１２は、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる時間間隔において、位置の変化量が閾値以下である場合に、バケット４３と対象物である土砂とが接触したと判定してもよい。

　以上のように、本例示的実施形態に係る接触判定方法Ｓ１においては、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得し、当該位置に関する情報に応じて特定される可動部の位置の変化量と、作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、作業機械と対象物との接触判定を行うという構成が採用されている。このため、本例示的実施形態に係る接触判定方法Ｓ１によれば、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができるという効果が得られる。

　（接触判定装置）
　次に、本例示的実施形態に係る接触判定装置１００について図面を参照して説明する。図５は、本例示的実施形態に係る接触判定装置１００の構成を示すブロック図である。

　図示するように、接触判定装置１００は、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得部１１と、位置に関する情報に応じて特定される可動部の位置の変化量と、作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、作業機械と対象物との接触判定を行う判定部１２とを備える。取得部１１と判定部１２の構成は、それぞれ接触判定システム１の取得部１１と判定部１２の構成と同じであるのでここでの説明は省略する。また、位置及び位置に関する情報の内容、並びに位置の変化量と接触判定の具体例については、接触判定システム１の取得部１１と判定部１２に関して説明した内容と同様である。

　接触判定装置１００は、一例として、作業機械であるバックホウのバケットと作業の対象物である土砂との接触判定を行う。具体的には、取得部１１は、例えばバックホウに配置された各種センサが検出したバケットの位置に関する情報（例えば旋回角度）を取得する。そして、バケットの位置に関する情報からバケットの位置の変化量を求め、変化量と閾値との比較結果に基づいて、バケットが対象物と接触したかを判定する。

　なお、接触判定装置１００は、位置に関する情報から位置の変化量を算出する、図示しない算出部を備えていてもよい。その場合、判定部１２は、算出部が算出したバケットの位置の変化量であるバケットの降下速度を参照し、バケットの降下速度が閾値以下である場合に、バケットと対象物である土砂とが接触したと判定する。

　なお、判定部１２は、作業機械と対象物との接触を判定する基準となる時間間隔において、位置の変化量が所定の閾値以下である場合に、バケットと対象物である土砂とが接触したと判定してもよい。

　以上のように、本例示的実施形態に係る接触判定装置１００においては、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得手段と、当該位置に関する情報に応じて特定される可動部の位置の変化量と、作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、作業機械と対象物との接触判定を行う判定手段とを備える構成が採用されている。このため、本例示的実施形態に係る接触判定装置１００によれば、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができるという効果が得られる。

　上述のように、本例示的実施形態では、バックホウ４０が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置の変化量に基づき、対象物との接触判定を行っている。ここで、バックホウ４０を、掘削反力、又は掘削反力の変化量を取得可能な構成とし、掘削反力、又は掘削反力の変化量に基づいて接触判定を行う構成も考えられる。ただし、掘削反力の検出精度は、一般に、可動部の位置の検出精度よりも低いため、本例示的実施形態に記載のように、可動部の位置の変化量に基づき、対象物との接触判定と行なう方が、精度の高い接触判定を行うことができる。

　また、上述のように、本例示的実施形態では、バックホウ４０が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置の変化量と閾値との比較結果に基づき、対象物との接触判定を行っている。ここで、閾値は、バックホウ４０の可動部を目標軌道に沿って移動させるための所謂目標制御量とは異なり、接触判定のために予め定められた値である。換言すれば、当該閾値は、接触判定の対象となる対象物等に応じて予め定めておくことができるものである。

　〔例示的実施形態２〕
　（接触判定システム１Ａの構成）
　本発明の第２の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態１にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付し、その説明を適宜省略する。

　図６は、例示的実施形態２に係る接触判定システム１Ａの構成を示すブロック図である。図示するように、接触判定システム１Ａは、接触判定装置１００Ａと動作制御装置１５０とを含む。

　接触判定装置１００Ａと動作制御装置１５０は、通信ネットワーク５０を介して作業機械であるバックホウ４０のコントローラ４４と情報通信可能に接続されている。バックホウ４０はコントローラ４４を備えている。通信ネットワーク５０とバックホウ４０は、例示的実施形態１で説明した通信ネットワーク５０とバックホウ４０と同様の構成を有する。本例示的実施形態においては、バックホウ４０がダンプカー６０に積載された土砂を均す作業を行う場合を例にとって各装置の動作を説明する。

　なお、接触判定装置１００Ａと動作制御装置１５０の各部は、各装置の各部が１つの装置に入っていなくともよく、複数装置に分かれていて配置されていてもよい。これは他の例示的実施形態においても同様である。例えば、図６において、動作制御装置１５０の対象物位置取得部１５１と動作制御部１５３は動作制御装置１５０に、軌道生成部１５２はクラウドに配置されていてもよい。そして、軌道生成はクラウド上で実施し、軌道情報を動作制御部１５３に送信してもよい。

　接触判定装置１００Ａは、取得部１１０、判定部１２０Ａ及び記憶部１３０を備えている。取得部１１０は、バックホウ４０に搭載されたセンサから送信される信号を取得する。センサは、バックホウ４０の可動部の位置に関する情報である旋回角度及び並進量の少なくともいずれかの情報を検出し、取得部１１０に送信する。

　判定部１２０Ａは、可動部が対象物と接触したかを判定する。判定部１２０Ａは、変化量算出部１２１、経過時間算出部１２２及び接触判定部１２３を備えている。変化量算出部１２１は、バックホウ４０の可動部の位置の変化量を算出する。変化量算出部１２１は、例示的実施形態１で説明した、位置の変化量を算出する算出部であってもよい。経過時間算出部１２２は、バックホウ４０の可動部の位置の変化量が所定の閾値に関する条件を満たしている時間がどの程度継続的に経過したかを算出する。接触判定部１２３は、算出された位置の変化量と、その変化量が継続した時間とを参照して、可動部が対象物と接触したか否かを判定する。

　記憶部１３０は、可動部位置情報ＭＰＩと閾値情報ＴＨＩとを記録する。可動部位置情報ＭＰＩは、バックホウ４０の可動部の位置に関する情報である。可動部の位置に関する情報は、センサから取得部１１０に逐次的に送信されてくるので、取得部１１０は、その情報を可動部位置情報ＭＰＩとして逐次記録する。なお、記憶部１３０には、可動部位置情報ＭＰＩ又は閾値情報ＴＨＩ等が受信時間や絶対時間と紐づけて記憶されていてもよい。

　閾値情報ＴＨＩは、閾値及び時間間隔の少なくとも何れかに関する情報である。本例示的実施形態では、閾値情報ＴＨＩとして、バックホウ４０のバケット４３を用いて土砂を均す作業におけるバケット降下速度の閾値としてｖｔが、またバケット降下速度が継続する時間間隔としてＴが記憶部１３０に記録されている。閾値情報ＴＨＩは、一例として、オペレータの手によって設定されてもよく、他の現場又は装置の情報を通信ネットワークを介して取得されてもよい。

　（目標軌道の生成）
　動作制御装置１５０の軌道生成部１５２は、１又は複数の可動部の少なくとも何れかの目標軌道であって、当該少なくとも何れかの可動部から見て対象物の表面よりも奥側まで延びる目標軌道を生成する。一例として、動作制御装置１５０は、バケット４３の目標軌道であって、バケット４３から見て土砂ＴＯの表面よりも奥側（内部）まで延びる目標軌道を生成する。動作制御装置１５０の動作制御部１５３は、目標軌道に沿ってバケット４３を移動させる制御信号を生成し、コントローラ４４に送信する。動作制御装置１５０は、例示的実施形態１で説明した動作制御装置に相当する。

　具体的には、動作制御装置１５０は、対象物位置取得部１５１、軌道生成部１５２、及び動作制御部１５３を備えている。動作制御装置１５０は、請求の範囲に記載した動作制御手段の一形態である。

　対象物位置取得部１５１は、対象物の位置を取得する。一例として、対象物位置取得部１５１は、作業場所の近傍に配置されたセンサから、対象物の位置を示す情報を取得する。センサは、例えば３次元ＬｉＤＡＲ（Light Detection and Ranging）、ステレオカメラ、又はＴＯＦ（Time of Flight）カメラ等の３次元センサ（３Ｄセンサ）、Ｄｅｐｔｈカメラである。対象物位置取得部１５１は、３次元ＬｉＤＡＲから取得した距離情報を用いて、対象物の位置（作業空間における絶対位置、又はバックホウ４０との相対位置）を導出する。

　軌道生成部１５２は、取得された対象物の位置と、作業内容とから、バックホウ４０の可動部（例えばバケット４３）を移動させる目標軌道（以下、単に「軌道」とも称する。）を生成する。軌道は直線的な軌道でもよく、曲線を含む軌道でもよい。ブーム４１とアーム４２の旋回角度を調節することにより、バケット４３を直線的に移動させることも可能である。なお、取得された対象物の位置が絶対位置である場合は、バックホウ４０の絶対位置も取得する必要がある。例えば３次元ＬｉＤＡＲ等を用いることにより、作業エリア内における対象物の絶対位置とバックホウ４０の絶対位置の両方を併せて取得することができる。作業内容とは、バックホウが実施する動作を規定するものであり、例えば、バケット移動、掘削対象物と積込貨物間の上部旋回体（本体部）の旋回、掘削（掘削点（掘削位置）の決定，掘削位置までのバケット移動，対象物の掬い，持ち上げ）、放土、均し、等である。なお、作業内容とは、軌道生成部が生成する軌道に沿った動作とは異なり、作業機械の目的である作業の内容を意味し、そのための動作制御を行う動作制御信号は別途生成される。つまり、次に実行する動作に応じた動作制御信号がコントローラ４４に送信される。具体的には、対象物位置の情報から、掘削点（掘削位置）の決定，掘削位置までのバケット移動，対象物の掬い，持ち上げ等を実施して次の動作制御信号が生成される。

　動作制御部１５３は、生成された軌道に沿って可動部が移動するようにバックホウ４０を制御する制御信号を生成し、コントローラ４４に送信する。

　（バックホウ４０の作業と接触判定）
　次に、バックホウ４０が行う作業の一例について説明する。図７は、本例示的実施形態に係るバックホウ４０の作業状況を示す模式図である。本例示的実施形態では、バックホウ４０は、ダンプカー６０に積載された対象物ＴＯ（土砂）の均し作業を行う。均し作業とは、土砂の凹凸を減らしてできるだけ平坦にする作業である。具体的には、バックホウ４０のバケット４３の底面で土砂の凸部分を上方向から押圧する作業である。バックホウ４０の可動部の構造については例示的実施形態１で説明したとおりである。

　均し作業の詳細について図８を用いて説明する。図８は、バックホウ４０のバケット４３を用いて土砂ＴＯを均す手順を示す模式図である。

　図８の８０１に示すように、まず、バケット４３を土砂ＴＯの凸部の上方に配置する。この際、バケット４３の底面がだいたい水平になるようにバケットの姿勢を制御しておく。配置する位置は、予め軌道生成部１５２が生成した、バケット４３を移動させる軌道ＯＲＢの始点である。軌道生成部１５２は、バケット４３を用いて土砂ＴＯを押圧するという作業（均し作業）を示す作業内容と、対象物位置取得部１５１が取得した土砂ＴＯの凸部の位置とを参照して、バケット４３を移動させる始点と終点ＴＰ、及び始点と終点ＴＰを結ぶ点線で示すルートを予め生成している。このような始点と終点を含むルートを軌道ＯＲＢと称する。

　次に、図８の８０２に示すように、動作制御装置１５０が送信した制御信号により、バケット４３が軌道ＯＲＢに沿って終点ＴＰに向けて降下する。図示するように、軌道ＯＲＢの途中で、バケット４３は土砂ＴＯの凸部に接触するが、動作制御装置１５０は終点ＴＰに向けて降下制御を継続する。この制御によって、土砂ＴＯはバケット４３で押圧されて均される。

　次に、判定部１２０Ａは、所定の条件が満たされた場合、バケット４３と土砂ＴＯとが接触したと判定し、動作制御装置１５０に送信する。動作制御装置１５０は、バケット４３と土砂ＴＯとが接触したとの判定結果を受信すると、降下制御を停止する。そして、例えば、新たな上昇軌道ＯＲＢに沿ってバケット４３を上昇させる上昇制御を開始する。その結果、図８の８０３に示すように、バケット４３は新たな上昇軌道ＯＲＢに沿って終点ＴＰに向けて上昇する。なお、判定部１２０Ａが行う判定処理の詳細については後述する。

　（目標動作制御と実際の動作との違いによる判定）
　図９は、このような降下制御をした場合のバケット４３の実際の移動の様子を示すグラフである。図９の縦軸はバケット４３の高さ（ｍ）を表し、横軸は時刻を表す。時刻ｔ１より前の時点では、動作制御装置１５０は、制御目標点（終点）である２．７（ｍ）の高さに向けてバケット４３をｖ０の速度で降下させる制御を行う。これにより、バケット４３はｖ０の速度で降下して制御目標点の高さに近づく。

　時刻ｔ１において、バケット４３の高さは制御目標点である２．７（ｍ）を下回った情報を取得した動作制御装置１５０は、制御目標点の高さを１．５８（ｍ）に変更し、さらに降下速度をｖ０よりも大きいｖ１に設定する。このため、バケット４３はｔ１から降下速度ｖ１で降下を続ける。なお、制御を開始して実際に制御の動きが現れるまでわずかな時間差がある。

　時刻ｔ２以降、バケット４３の降下速度が遅くなり、ｖ２となる。これは、バケット４３の底面が土砂ＴＯに接触したことを意味する。ｔ２以降の降下速度ｖ２は、接触判定の判定基準として予め設定された位置の変化量の閾値ｖｔ以下であるとする。そして、ｔ２～ｔ３の間で降下速度は閾値ｖｔ以下である。閾値ｖｔは、例えば０．２（ｍ／秒）と設定される。なお、閾値ｖｔはバケット４３の降下速度であるが、これは例えばブーム４１の旋回角速度で規定してもよい。ブーム４１の旋回角速度の閾値としては、例えば下方向に１（°／秒）と設定することができる。

　さらに、ｔ２からｔ３までの時間間隔は、接触判定の判定基準として予め設定された時間間隔Ｔである。つまり、位置の変化量ｖ２が、時間間隔Ｔの間、閾値ｖｔ以下になっていることを意味する。時間間隔Ｔは、例えば０．５（秒）と設定される。

　バケット４３の降下速度が所定の時間間隔Ｔにおいて設定された閾値ｖｔ以下になった場合、判定部１２０Ａは、バケット４３と土砂ＴＯとが接触したという判定を行い、判定結果を動作制御装置１５０に送信する。判定結果を受信した動作制御装置１５０は、バケット４３の降下制御を停止する。このため、ｔ３以降においてはバケット４３の高さにほとんど変化がない。なお、土砂が崩落する等により、若干バケット４３の高さが低下しているが、バケット４３の降下制御は行われていない。

　上述の位置の変化量は降下速度を例示したが、位置の変化量は並進速度に限定されず、並進加速度、旋回角速度、旋回角加速度等を用いてもよい。ただし、加速度を算出する場合はセンサ信号のノイズによる誤差が大きくなるため、例えばフィルタを用いてノイズを低減することが好ましい。

　以上のように、本例示的実施形態に係る接触判定システム１Ａにおいては、動作制御装置１５０は、１又は複数の可動部の少なくとも何れかの目標軌道であって、当該少なくとも何れかの可動部から見て対象物の表面よりも奥側まで延びる目標軌道を生成する軌道生成部１５２を備えるという構成が採用されている。つまり、生成された目標軌道に沿って可動部が移動する途中で、可動部が対象物と接触したか否かが判定される。このため、本例示的実施形態に係る接触判定システム１Ａによれば、可動部が対象物に達しないという虞がなく、また可動部が対象物と接触してもなお移動し続けるという虞が低減され、適切な位置で可動部を停止させることができる。従って、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができるという効果が得られる。

　（動作制御方法）
　以上のような作業機械の動作制御方法について、図面を参照して説明する。図１０は、動作制御装置１５０が実行する動作制御方法Ｓ１３０Ａの流れを示すフロー図の一例である。

　図示するように、動作制御方法Ｓ１３０Ａは以下のステップを含む。ステップＳ１３１において、取得部１１０は、対象物の位置を取得する。例えば、取得部１１０は、作業場所の近傍（作業場所を俯瞰できる位置であればよく、例えば天井や柱、梁であってもよい）に配置されたセンサから、バックホウの作業対象物である土砂の位置を示す情報を取得する。なお、対象物の位置情報が、対象物の絶対位置を示す情報である場合は、取得部１１０は、作業機械の絶対位置を示す情報も併せて取得する必要がある。

　ステップＳ１３２において、軌道生成部１５２は、目標軌道を生成する。具体的には、軌道生成部１５２は、少なくとも何れかの可動部から見て対象物の表面よりも奥側まで延びる目標軌道を生成する。例えば、バックホウがバケットを用いて土砂の整形作業をする場合は、軌道生成部１５２は、土砂の位置情報を参照して、バケットから見て土砂の表面よりも奥側（内側）まで延びる目標軌道を生成する。

　ステップＳ１３３において、動作制御部１５３は、バケットの動作制御を行う。具体的には、動作制御部１５３は、バケットを目標軌道に沿って移動させるための動作制御信号を生成し、バックホウのコントローラに送信する。コントローラは、受信した動作制御信号に基づき、バケットを移動させる制御を行う。

　ステップＳ１３４において、動作制御部１５３は、接触判定装置１００Ａから、作業機械と対象物とが接触したとの判定結果を受信したか否かを判定する。なお、接触判定装置１００Ａが実行する、接触判定処理については後述する。

　作業機械と対象物とが接触したとの判定結果を受信していない場合（ステップＳ１３４：ＮＯ）は、フローはステップＳ１３３に戻る。

　作業機械と対象物とが接触したとの判定結果を受信した場合（ステップＳ１３４：ＹＥＳ）は、フローはステップＳ１３５に移行し、ステップＳ１３５において、動作制御部１５３は、バケットの動作制御を終了（バケットを停止）する。これにより、動作制御処理は終了する。なお、接触したと判定され、目標軌道に沿ってバケット４３を移動させる制御が終了した場合、次の動作制御を行ってもよい。例えば、土砂を均す作業の場合は、バケット４３を上昇させ、次の均し位置にバケット４３を移動させて、均し作業を行ってもよいし、バックホウの次の作業内容が通知されない場合には、バケットを地面につけて待機させる姿勢に移行してもよい。

　以上の動作制御方法により、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができる。

　（接触判定方法）
　次に、作業機械と対象物とが接触したか否かを判定する接触判定方法Ｓ１００Ａについて、図面を参照して説明する。図１１は、接触判定装置１００Ａが実行する接触判定方法Ｓ１００Ａの流れを示すフロー図の一例である。

　図示するように、接触判定方法Ｓ１００Ａは以下のステップを含む。ステップＳ１１１において、取得部１１０は作業機械の可動部の現在（最新）の位置情報を取得する。例えば、取得部１１０は、作業機械の動作中において、バックホウ４０に配置された角旋回角度センサ、エンコーダ等から、検出値を逐次的に取得している。逐次的に取得するとは、ある単位時間ごとにその時点での検出値を取得するということである。単位時間は、例えば数ミリ秒から数十ミリ秒であってもよい。なお、接触判定処理を開始して最初に可動部の位置情報が取得された時点から、経過時間算出部１２２は経過時間の計測を開始する。

　ステップＳ１１２において、取得部１１０は取得した可動部の位置を保存する。具体的には、取得部１１０は、取得した検出値を記憶部１３０に逐次的な可動部位置情報ＭＰＩとして記録する。

　ステップＳ１２１において、判定部１２０Ａの変化量算出部１２１は、記憶部１３０に記録された位置情報から、現在の可動部位置情報と１単位時間前の可動部位置情報を取得する。

　ステップＳ１２２において、変化量算出部１２１は、取得した可動部位置情報から、単位時間あたりの可動部位置の変化量を算出する。例えば、変化量算出部１２１は、現在の可動部位置から１単位時間前の可動部位置を差し引き、単位時間で割ることにより、可動部の移動速度を算出する。

　ステップＳ１２３において、接触判定部１２３は、算出された変化量が閾値以下か否かを判定する。例えば、接触判定部１２３は、算出された移動速度が、記憶部１３０に記録されている閾値以下であるか否かを判定する。この閾値は、作業機械の作業内容又は対象物に応じて設定されてもよい。作業内容の例としては、ダンプカーに積載された土砂の表面高がダンプベッセル（枠）の高さより低くなるまで押し固める、土砂の表面の凹凸の最大高低差を所定値以下にする、等が挙げられる。例えば、積載箇所の強度を考慮して閾値が設定されてもよく、ダンプカーに積載された土砂を押し固める作業の場合には、ダンプの強度を考慮して閾値を小さく（例えば０．１ｍ／ｓ）設定する。一方で、埋め立て作業のように積載エリアに積載した土砂を押し固める作業の場合には、閾値が大きく（例えば０．２ｍ／ｓ）設定されてもよい。また、対象物の例としては、土砂、砕石、産業廃棄物などが挙げられる。

　ステップＳ１２３において、算出された変化量が閾値以下ではないと判定された場合（Ｓ１２３：ＮＯ）は、ステップＳ１２５に移行する。そして、ステップＳ１２５において、現在時刻から測定を開始していた経過時間をリセットし、ステップＳ１１１に戻る。

　ステップＳ１２３において、算出された変化量が閾値以下であると判定された場合（Ｓ１２３：ＹＥＳ）は、ステップＳ１２４に移行する。ステップＳ１２４において、経過時間算出部１２２は、経過時間を更新し、フローはステップＳ１２６に移行する。

　ステップＳ１２６において、経過時間算出部１２２は、経過時間が閾値以上であるか否かを判定する。ここでいう閾値とは、上述した、予め設定された時間間隔Ｔのことを指す。この閾値は、作業機械の作業内容又は対象物に応じて設定されてもよい。ステップＳ１２６において、経過時間が閾値以上ではないと判定された場合（Ｓ１２６：ＮＯ）は、ステップＳ１１１に戻る。この際、経過時間はリセットされない。

　ステップＳ１２６において、経過時間が閾値以上であると判定された場合（Ｓ１２６：ＹＥＳ）は、ステップＳ１２７に移行し、接触判定部１２３は、可動部と対象物とが接触したと判定して接触判定処理は終了する。この判定結果は、動作制御装置１５０に送信される。

　以上のように、本例示的実施形態に係る接触判定方法においては、可動部の位置情報に基づいて可動部の位置の変化量を算出し、その変化量を設定された閾値と比較して可動部と対象物との接触の有無を判定するという構成が採用されている。つまり、生成された目標軌道に沿って可動部が移動する途中で、上記の方法で可動部が対象物と接触したか否かが判定される。このため、本例示的実施形態に係る接触判定方法によれば、可動部が対象物に達しないという虞がなく、また可動部が対象物と接触してもなお移動し続けるという虞が低減され、適切な位置で可動部を停止させることができる。従って、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができるという効果が得られる。

　（接触判定の変形例１）
　次に、例示的実施形態２に係る接触判定方法の変形例１について図面を参照して説明する。図１２は、変形例１に係る接触判定方法を示す模式図である。

　図示するように、オペレータが搭乗操作することなくバックホウ４０のバケット４３を地面に接地させた状態にする制御を行う場合がある。この際、バケット４３を地面に強く押し当てすぎると、バックホウ４０の前部が浮き上がってしまうという問題が生じる。そのため、接地したかどうかを精度よく判定する必要がある。このような場合、バケット４３と地面との接触判定を行う。

　まず、動作制御装置１５０の対象物位置取得部１５１は、接地する前のバケット４３と設置する地面の位置情報を取得する。次に、軌道生成部１５２は、バケット４３を地面よりも奥側に（地中に）入った位置を終点とする目標軌道を生成する。地面よりも奥側に（地中に）入った位置を終点とする理由は、地面の位置を終点として目標軌道を生成すると、地面の位置の計測誤差等により、地面に接地しない位置が終点とされる虞があるためである。終点は、地面よりも若干に奥側（地中に）であればよく、例えば３０トンクラスバックホウの場合には、地中に２０ｃｍ潜った場合の位置とすればよい。

　次に、動作制御部１５３は、生成された目標軌道に沿ってバケット４３を移動させる動作制御信号を生成し、コントローラ４４に送信する。動作制御信号を受信したコントローラ４４は、動作制御信号に従ってバケット４３を移動させる制御を行う。

　バケット４３を移動させる制御は、例えば、ブーム４１の地面に対する旋回角度が小さくなるようにブーム軸４６の旋回角度を変化させることにより実行される。そして、判定部１２０Ａは、ブーム軸４６の旋回角度情報から旋回角度の変化量を算出し、算出された変化量が、設定された変化量の閾値よりも小さくなった場合に、バケット４３が地面に接地したと判定し、判定結果を動作制御装置１５０に送信する。これを受けて、動作制御装置１５０は接地動作制御を終了する。

　この場合の閾値は、バケット４３が移動しなくなることを判定すればよいため、例えば制御された変化量よりも小さい量であればよい。このように制御することで、精度よくバケット４３の接地作業を実行することができる。

　（接触判定の変形例２）
　次に、例示的実施形態２に係る接触判定方法の変形例２について図面を参照して説明する。図１３は、変形例２に係る接触判定方法を示す模式図である。

　変形例２は、バケット４３を用いて土砂ＴＯを掘削又は整形する場合に、バケット４３と土砂ＴＯとの接触判定を行う。

　土砂ＴＯを掘削又は整形する場合は、バケット４３の先端にあるブレード部（又は歯部）４３ｂを土砂ＴＯに差し込む作業が行われる。この際、ブレード部４３ｂを土砂ＴＯに差し込む量が少ないと掘削又は整形が十分に行われず、逆に土砂ＴＯに差し込む量が大きすぎると、バケット４３が動かなかったり、バックホウ４０の前部が浮き上がったりする虞が生じる。そのため、バケット４３を適切な量だけ土砂ＴＯに差し込む必要がある。このような場合に、バケット４３と土砂ＴＯとの接触判定を行って適切な位置にブレード部４３ｂを土砂ＴＯに差し込むことができる。

　まず、動作制御装置１５０の対象物位置取得部１５１は、バケット４３を土砂ＴＯに差し込む前のバケット４３と土砂ＴＯの表面の位置情報を取得する。次に、軌道生成部１５２は、ブレード部４３ｂが土砂ＴＯの表面よりも奥側（内部）に入った位置を終点とする目標軌道を生成する。終点は、地面よりも十分に奥側（地中に）であればよく、例えば３０トンクラスバックホウの場合には、地中に２ｍ潜った場合の位置とすればよい。

　次に、動作制御部１５３は、生成された目標軌道に沿ってバケット４３を移動させる動作制御信号を生成し、コントローラ４４に送信する。動作制御信号を受信したコントローラ４４は、動作制御信号に従ってバケット４３を移動させる制御を行う。この際、バケット４３の向きは、ブレード部４３ｂが土砂ＴＯの表面に向いているようにする。

　バケット４３を移動させる制御は、例えば、バケット４３が土砂ＴＯに近づくようにアーム軸４７の旋回角度を変化させることにより実行される。そして、判定部１２０Ａは、アーム軸４７の旋回角度情報から旋回角度の変化量を算出し、算出された変化量が、設定された変化量の閾値よりも小さくなった場合に、バケット４３が土砂ＴＯに適切に差し込まれたと判定し、判定結果を動作制御装置１５０に送信する。

　これを受けて、動作制御装置１５０は差し込み動作制御を終了し、バケット４３を旋回させる掘削動作制御又はバケット４３を前後に移動させる整地動作制御等を開始する。

　この場合の閾値は、バケット４３が土砂ＴＯに適切に差し込まれた場合の位置の変化量を予め計測し、これに基づいて設定される。このように制御することで、精度よくバケット４３を土砂ＴＯに差し込む作業を実行することができる。

　〔例示的実施形態３〕
　本発明の第３の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態１及び２にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

　図１４は、本例示的実施形態に係る接触判定システム１Ｂの構成を示すブロック図である。図示するように、接触判定システム１Ｂは、接触判定装置１００Ｂと動作制御装置１５０とを含む。

　接触判定装置１００Ｂと動作制御装置１５０は、通信ネットワーク５０を介して作業機械であるバックホウ４０と情報通信可能に接続されている。バックホウ４０はコントローラ４４を備えている。通信ネットワーク５０とバックホウ４０は、例示的実施形態１で説明した通信ネットワーク５０とバックホウ４０と同様の構成を有する。本例示的実施形態においても、接触判定システム１Ｂは、例示的実施形態２で説明したように、一例として、バックホウ４０がダンプカー６０に積載された土砂を均す作業を行う際に用いることができる。

　接触判定装置１００Ｂは、取得部１１０、判定部１２０Ｂ及び記憶部１３０を備えている。取得部１１０は、バックホウ４０に搭載されたセンサから送信される信号を取得する。センサは、バックホウ４０の可動部の位置に関する情報である旋回角度及び並進量の少なくともいずれかの情報を検出し、取得部１１０に送信する。

　取得部１１０は、バックホウ４０の作業内容又はバックホウ４０の作業の対象物に関する情報を更に取得する。これらの情報は、後述する閾値設定部１２４が閾値及び時間間隔の少なくとも何れかを設定する際に参照される。

　判定部１２０Ｂは、可動部が対象物と接触したか否かを判定する。判定部１２０Ｂは、変化量算出部１２１、経過時間算出部１２２、接触判定部１２３及び閾値設定部１２４を備えている。変化量算出部１２１、経過時間算出部１２２及び接触判定部１２３は、例示的実施形態２で説明した変化量算出部１２１、経過時間算出部１２２及び接触判定部１２３と同様の構成を有する。閾値設定部１２４は、取得部１１０が取得したバックホウ４０の作業内容又は作業の対象物に応じて、位置の変化量の閾値及び時間間隔の少なくとも何れかを設定する。閾値設定部１２４は、請求の範囲に記載した設定手段の一形態である。

　なお、閾値設定部１２４は、機械学習により、作業内容、作業条件等の各種条件を入力データとし、最適な閾値を出力とするように学習させた閾値設定モデルであってもよい。例えば、実際に作業機械を用いて対象物の種類、性状等を変えて、熟練者に作業をしてもらい、どの程度の可動部の位置の変化量の時に可動部を移動させる運転を終了するか等のデータを取得して、教師データを作成し、それを用いて閾値設定モデルを学習させてもよい。

　記憶部１３０は、可動部位置情報ＭＰＩと閾値情報ＴＨＩとを記録する。可動部位置情報ＭＰＩは、例示的実施形態２で説明したとおりである。閾値情報ＴＨＩは、閾値設定部１２４が設定した閾値及び時間間隔の少なくとも何れかに関する情報である。

　閾値及び時間間隔は、作業機械の種類、作業機械の作業内容、作業の対象物の性状、作業環境等に応じて予め定められるため、このような各種条件と対になった閾値及び時間間隔の少なくともいずれかが閾値情報ＴＨＩとして記憶部１３０に記録されている。

　動作制御装置１５０は、対象物位置取得部１５１、軌道生成部１５２及び動作制御部１５３を備えている。対象物位置取得部１５１、軌道生成部１５２及び動作制御部１５３は、例示的実施形態２で説明した対象物位置取得部１５１、軌道生成部１５２及び動作制御部１５３と同様の構成を有する。

　以上のように、本例示的実施形態に係る接触判定システム１Ｂにおいては、取得部１１０は、作業機械の作業内容又は対象物に関する情報を更に取得する。そして、判定部１２０Ｂは、取得部１１０が取得した作業内容又は対象物に応じて、閾値及び時間間隔の少なくとも何れかを設定する閾値設定部１２４を更に備えるという構成が採用されている。このため、本例示的実施形態に係る接触判定システム１Ｂによれば、可動部の位置の変化量を閾値及び時間間隔の少なくとも何れかと比較して、作業機械と対象物との接触判定を行うことができる。また、その閾値又は時間間隔は、作業機械の作業内容又は対象物に関する情報を参照して設定される。従って、本例示的実施形態に係る接触判定システム１Ｂによれば、対象物の位置を検出し、可動部と対象物との距離を算出してその距離を移動したか否かで接触の有無を判定する方法に比べて、精度よく接触したか否かの判定を行うことができるという効果が得られる。

　〔例示的実施形態４〕
　本発明の第４の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態１～３にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

　図１５は、本例示的実施形態に係る接触判定装置１００Ｃの構成を示すブロック図である。図示するように、接触判定装置１００Ｃは、接触判定装置１００Ｂと動作制御装置１５０とを含む。

　接触判定装置１００Ｃは、取得部１１０、判定部１２０Ｃ及び記憶部１３０を備えている。取得部１１０は、バックホウ４０に搭載されたセンサから送信される信号を取得する。センサは、バックホウ４０の可動部の位置に関する情報である旋回角度及び並進量の少なくともいずれかの情報を検出し、取得部１１０に送信する。

　接触判定装置１００Ｃは、通信ネットワーク５０を介して作業機械であるバックホウ４０と情報通信可能に接続されている。バックホウ４０はコントローラ４４を備えている。通信ネットワーク５０とバックホウ４０は、例示的実施形態１で説明した通信ネットワーク５０とバックホウ４０と同様の構成を有する。本例示的実施形態においても、接触判定装置１００Ｃは、例示的実施形態２で説明したように、一例として、バックホウ４０がダンプカー６０に積載された土砂を均す作業を行う際に用いることができる。

　判定部１２０Ｃは、変化量算出部１２１、経過時間算出部１２２、接触判定部１２３、閾値設定部１２４、対象物位置取得部１５１、軌道生成部１５２及び動作制御部１５３を備えている。

　変化量算出部１２１、経過時間算出部１２２、接触判定部１２３及び閾値設定部１２４は、例示的実施形態３で説明した判定部１２０Ｂに含まれる変化量算出部１２１、経過時間算出部１２２、接触判定部１２３及び閾値設定部１２４と同様の構成を有する。

　対象物位置取得部１５１、軌道生成部１５２及び動作制御部１５３は、例示的実施形態３で説明した動作制御装置１５０に含まれる対象物位置取得部１５１、軌道生成部１５２及び動作制御部１５３と同様の構成を有する。

　つまり、本例示的実施形態に係る接触判定装置１００Ｃは、例示的実施形態３で説明した接触判定装置１００Ｂの判定部１２０Ｂに、動作制御装置１５０の構成要素が含まれた構成を有している。

　以上のように、本例示的実施形態に係る接触判定装置１００Ｃにおいては、以下の構成が採用されている。即ち、軌道生成部１５２は、１又は複数の可動部の少なくとも何れかの目標軌道であって、当該少なくとも何れかの可動部から見て対象物の表面よりも奥側まで延びる目標軌道を生成する。動作制御部１５３は、目標軌道に沿って可動部を移動させる動作制御信号を生成する。その途中で、接触判定部１２３は、可動部の位置の変化量が、閾値設定部１２４が設定した閾値以下である場合に、可動部が対象物と接触したと判定する。すると動作制御部１５３は、可動部の移動を停止させる動作制御信号を生成する。

　以上の構成によれば、生成された目標軌道に沿って可動部が移動する途中で、可動部が対象物と接触したか否かが判定される。このため、可動部が対象物に達しないという虞がなく、また可動部が対象物と接触してもなお移動し続けるという虞が低減され、適切な位置で可動部を停止させることができる。従って、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができるという効果が得られる。

　〔例示的実施形態５〕
　本発明の第５の例示的実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、例示的実施形態１～４にて説明した構成要素と同じ機能を有する構成要素については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。

　図１６は、本例示的実施形態に係る接触判定システムの構成を示すブロック図である。図示するように、本例示的実施形態に係る接触判定システムは、記憶部１４０、動作制御装置１５０、及び作業機械であるバックホウ４０を含む。

　記憶部１４０、動作制御装置１５０及び通信ネットワーク５０の構成は、例示的実施形態２で説明した記憶部１４０、動作制御装置１５０及び通信ネットワーク５０の構成と同様である。

　バックホウ４０は、コントローラ４４と接触判定装置１００とを備えている。接触判定装置１００は、例示的実施形態１で説明したとおりの構成を有する。接触判定装置１００とコントローラ４４は、記憶部１４０及び動作制御装置１５０と通信ネットワーク５０を介して情報通信可能に接続されている。

　接触判定装置１００の取得部１１は、バックホウ４０の可動部の回転位置及び並進位置の少なくともいずれかを示す情報を取得する。これらの情報は、図示しないセンサにより検出され、取得部１１に有線又は無線で送信される。接触判定装置１００の判定部１２は、バックホウ４０の可動部の位置の変化量と予め設定された閾値との比較結果に基づいて、バックホウ４０と対象物である土砂との接触判定を行う。接触判定の結果は、動作制御装置１５０の動作制御部１５３に通信ネットワーク５０を介して送信される。動作制御部１５３は、バックホウ４０と土砂とが接触したとの判定結果を受信した場合は、バックホウ４０の可動部の移動制御を停止させる動作制御信号を生成し、コントローラ４４に送信する。

　以上のように、本例示的実施形態に係る接触判定システムによれば、作業機械であるバックホウ４０に接触判定装置１００を備える構成が採用されている。これにより、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができる。

　（変形例３）
　例示的実施形態５においては、バックホウ４０が備える接触判定装置１００は、例示的実施形態１で説明した接触判定装置１００であり、取得部１１と判定部１２とを備えている。しかし、バックホウ４０が備える接触判定装置はこれに限らず、例示的実施形態２、３，４で説明した接触判定装置１００Ａ，１００Ｂ，又は１００Ｃであってもよい。その場合、図１６に示す記憶部１４０は備える必要はない。また、接触判定装置１００Ｃを用いる場合は、図１６に示す記憶部１４０と動作制御装置１５０は備える必要はない。

　〔ソフトウェアによる実現例〕
　接触判定装置１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ（以下、「接触判定装置１００等」という。）の一部又は全部の機能は、集積回路（ＩＣチップ）等のハードウェアによって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。

　後者の場合、接触判定装置１００等は、例えば、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータによって実現される。このようなコンピュータの一例（以下、コンピュータＣと記載する）を図１７に示す。コンピュータＣは、少なくとも１つのプロセッサＣ１と、少なくとも１つのメモリＣ２と、を備えている。メモリＣ２には、コンピュータＣを接触判定装置１００等として動作させるためのプログラムＰが記録されている。コンピュータＣにおいて、プロセッサＣ１は、プログラムＰをメモリＣ２から読み取って実行することにより、接触判定装置１００等の各機能が実現される。

　プロセッサＣ１としては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＦＰＵ（Floating point number Processing Unit）、ＰＰＵ（Physics Processing Unit）、マイクロコントローラ、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。メモリＣ２としては、例えば、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、又は、これらの組み合わせなどを用いることができる。

　なお、コンピュータＣは、プログラムＰを実行時に展開したり、各種データを一時的に記憶したりするためのＲＡＭ（Random Access Memory）を更に備えていてもよい。また、コンピュータＣは、他の装置との間でデータを送受信するための通信インタフェースを更に備えていてもよい。また、コンピュータＣは、キーボードやマウス、ディスプレイやプリンタなどの入出力機器を接続するための入出力インタフェースを更に備えていてもよい。

　また、プログラムＰは、コンピュータＣが読み取り可能な、一時的でない有形の記録媒体Ｍに記録することができる。このような記録媒体Ｍとしては、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、又はプログラマブルな論理回路などを用いることができる。コンピュータＣは、このような記録媒体Ｍを介してプログラムＰを取得することができる。また、プログラムＰは、伝送媒体を介して伝送することができる。このような伝送媒体としては、例えば、通信ネットワーク、又は放送波などを用いることができる。コンピュータＣは、このような伝送媒体を介してプログラムＰを取得することもできる。

　〔付記事項１〕
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。例えば、上述した実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても、本発明の技術的範囲に含まれる。

　〔付記事項２〕
　上述した実施形態の一部又は全部は、以下のようにも記載され得る。ただし、本発明は、以下の記載する態様に限定されるものではない。

　（付記１）
　作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得すること、及び前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行うことを含む接触判定方法。

　上記の構成によれば、接触の判定を確実に行うことができるため、配置された対象物を、作業機械を用いて所望の形状に整形することができる。

　（付記２）
　前記位置の変化量を算出することを更に含む付記１の接触判定方法。

　上記の構成によれば、位置の変化量を算出し、これに基づいて接触の判定を行うため、接触の判定を確実に行うことができる。

　（付記３）
　前記接触判定の判定基準には、前記位置の変化量が、前記閾値以下であることが含まれる付記１又は２に記載の接触判定方法。

　上記の構成によれば、位置の変化量を作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値と比較する。予め適切な位置の変化量を実験等で確認して閾値を設定しておくことにより、より確実に接触判定を行うことができる。

　（付記４）
　前記接触判定の判定基準には、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる時間間隔において、前記位置の変化量が前記閾値以下であることが含まれる付記３に記載の接触判定方法。

　上記の構成によれば、作業機械と対象物との接触を判定する基準となる時間間隔において、位置の変化量を作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値と比較する。これにより、偶発的な事象により変化量が閾値以下となっても、接触判定に影響を与えない。従って、より確実に接触判定を行うことができる。

　（付記５）
　前記作業機械の作業内容又は前記対象物に関する情報を更に取得すること、及び前記作業内容又は前記対象物に応じて、前記閾値及び前記時間間隔の少なくとも何れかを設定することを更に含む付記４に記載の接触判定方法。

　上記の構成によれば、作業機械の作業内容又は対象物に関する情報を参照して閾値及び時間間隔の少なくとも何れかを設定する。従って、より確実に接触判定を行うことができる。

　（付記６）
　前記少なくとも何れかの可動部は、前記作業機械の本体に接続された第１の可動部、前記第１の可動部に接続された第２の可動部、及び当該第２の可動部に接続された第３の可動部の何れかであり、前記取得する工程では、前記少なくとも何れかの可動部の回転位置に関する情報を取得する付記１から５の何れか１つに記載の接触判定方法。

　上記の構成によれば、作業機械の回転する可動部と対象物との接触判定をより確実に行うことができる。

　（付記７）
　前記１又は複数の可動部の前記少なくとも何れかの目標軌道であって、当該少なくとも何れかの可動部から見て前記対象物の表面よりも奥側まで延びる目標軌道を生成することを更に含む付記１から５の何れか１つに記載の接触判定方法。

　上記の構成によれば、可動部が対象物に届かないといった事象や、可動部が対象物に過度に押し当てられるといった事象を抑制することができる。

　（付記８）
　作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得手段と、前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行う判定手段とを備える接触判定システム。

　上記の構成によれば、付記１の効果と同様の効果を得ることができる。

　（付記９）
　前記位置の変化量を算出する算出手段を更に備える付記８の接触判定システム。

　上記の構成によれば、付記２の効果と同様の効果を得ることができる。

　（付記１０）
　前記接触判定の判定基準には、前記位置の変化量が、前記閾値以下であることが含まれる付記８又は９に記載の接触判定システム。

　上記の構成によれば、付記３の効果と同様の効果を得ることができる。

　（付記１１）
　前記接触判定の判定基準には、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる時間間隔において、前記位置の変化量が前記閾値以下であることが含まれる付記１０に記載の接触判定システム。

　上記の構成によれば、付記４の効果と同様の効果を得ることができる。

　（付記１２）
　前記取得手段は、前記作業機械の作業内容又は前記対象物に関する情報を更に取得し、前記作業内容又は前記対象物に応じて、前記閾値及び前記時間間隔の少なくとも何れかを設定する設定手段を更に備えている付記１１に記載の接触判定システム。

　上記の構成によれば、付記５の効果と同様の効果を得ることができる。

　（付記１３）
　前記少なくとも何れかの可動部は、前記作業機械の本体に接続された第１の可動部、前記第１の可動部に接続された第２の可動部、及び当該第２の可動部に接続された第３の可動部の何れかであり、前記取得手段は、前記少なくとも何れかの可動部の回転位置に関する情報を取得する付記８から１２の何れか１つに記載の接触判定システム。

　上記の構成によれば、付記６の効果と同様の効果を得ることができる。

　（付記１４）
　前記１又は複数の可動部の前記少なくとも何れかの目標軌道であって、当該少なくとも何れかの可動部から見て前記対象物の表面よりも奥側まで延びる目標軌道を生成する動作制御手段を更に備える付記８から１３の何れか１つに記載の接触判定システム。

　上記の構成によれば、付記７の効果と同様の効果を得ることができる。

　（付記１５）
　作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得手段と、前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行う判定手段とを備える接触判定装置。

　（付記１６）
　前記位置の変化量を算出する算出手段を更に備える付記１５の接触判定装置。

　（付記１７）
　前記接触判定の判定基準には、前記位置の変化量が、前記閾値以下であることが含まれる付記１５又は１６に記載の接触判定装置。

　（付記１８）
　前記接触判定の判定基準には、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる時間間隔において、前記位置の変化量が前記閾値以下であることが含まれる付記１７に記載の接触判定装置。

　（付記１９）
　前記取得手段は、前記作業機械の作業内容又は前記対象物に関する情報を更に取得し、前記作業内容又は前記対象物に応じて、前記閾値及び前記時間間隔の少なくとも何れかを設定する設定手段を更に備えている付記１８に記載の接触判定装置。

　（付記２０）
　前記少なくとも何れかの可動部は、前記作業機械の本体に接続された第１の可動部、前記第１の可動部に接続された第２の可動部、及び当該第２の可動部に接続された第３の可動部の何れかであり、前記取得手段は、前記少なくとも何れかの可動部の回転位置に関する情報を取得する付記１５から１９の何れか１つに記載の接触判定装置。

　（付記２１）
　前記１又は複数の可動部の前記少なくとも何れかの目標軌道であって、当該少なくとも何れかの可動部から見て前記対象物の表面よりも奥側まで延びる目標軌道を生成する動作制御手段を更に備える付記１５から２０の何れか１つに記載の接触判定装置。

　（付記２２）
　コンピュータを接触判定装置として機能させるためのプログラムであって、前記コンピュータを、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得手段と、前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行う判定手段と、として機能させるプログラム。

　〔付記事項３〕
　上述した実施形態の一部又は全部は、更に、以下のように表現することもできる。

　少なくとも１つのプロセッサを備え、前記プロセッサは、作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得処理と、前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行う判定処理と、を実行する接触判定装置。

　なお、この接触判定装置は、更にメモリを備えていてもよく、このメモリには、前記取得処理と、前記判定処理とを前記プロセッサに実行させるためのプログラムが記憶されていてもよい。また、このプログラムは、コンピュータ読み取り可能な一時的でない有形の記録媒体に記録されていてもよい。

　１，１Ａ，１Ｂ…接触判定システム
　１１…取得部
　１２…判定部
　４０…バックホウ
　４０ａ…ブルドーザ
　４１…ブーム
　４２…アーム
　４３…バケット
　４４…コントローラ
　４５，４５ａ…本体
　４６…ブーム軸
　４７…アーム軸
　４８…バケット軸
　４９…走行部
　５０…通信ネットワーク
　６０…ダンプカー
　１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ…接触判定装置
　１１０…取得部
　１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ…判定部
　１２１…変化量算出部
　１２２…経過時間算出部
　１２３…接触判定部
　１３０…記憶部
　１５０…動作制御装置
　１５１…対象物位置取得部
　１５２…軌道生成部
　１５３…動作制御部

Claims

　作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得すること、及び
　前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行うこと
を含む接触判定方法。
　前記位置の変化量を算出すること
を更に含む請求項１に記載の接触判定方法。
　前記接触判定の判定基準には、
　　前記位置の変化量が、前記閾値以下であることが含まれる
請求項１又は２に記載の接触判定方法。
　前記接触判定の判定基準には、
　　前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる時間間隔において、前記位置の変化量が前記閾値以下であることが含まれる
請求項３に記載の接触判定方法。
　前記作業機械の作業内容又は前記対象物に関する情報を更に取得すること、及び
　前記作業内容又は前記対象物に応じて、前記閾値及び前記時間間隔の少なくとも何れかを設定すること
を更に含む請求項４に記載の接触判定方法。
　前記少なくとも何れかの可動部は、
　　前記作業機械の本体に接続された第１の可動部、
　　前記第１の可動部に接続された第２の可動部、及び
　　当該第２の可動部に接続された第３の可動部の何れかであり、
　前記取得する工程では、前記少なくとも何れかの可動部の回転位置に関する情報を取得する
請求項１から５の何れか１項に記載の接触判定方法。
　前記１又は複数の可動部の前記少なくとも何れかの目標軌道であって、当該少なくとも何れかの可動部から見て前記対象物の表面よりも奥側まで延びる目標軌道を生成すること
を更に含む請求項１から５の何れか１項に記載の接触判定方法。
　作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得手段と、
　前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行う判定手段と
を備える接触判定システム。
　前記位置の変化量を算出する算出手段
を更に備える請求項８に記載の接触判定システム。
　前記接触判定の判定基準には、
　　前記位置の変化量が、前記閾値以下であることが含まれる
請求項８又は９に記載の接触判定システム。
　前記接触判定の判定基準には、
　　前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる時間間隔において、前記位置の変化量が前記閾値以下であることが含まれる
請求項１０に記載の接触判定システム。
　前記取得手段は、前記作業機械の作業内容又は前記対象物に関する情報を更に取得し、
　前記作業内容又は前記対象物に応じて、前記閾値及び前記時間間隔の少なくとも何れかを設定する設定手段を更に備えている
請求項１１に記載の接触判定システム。
　前記少なくとも何れかの可動部は、
　　前記作業機械の本体に接続された第１の可動部、
　　前記第１の可動部に接続された第２の可動部、及び
　　当該第２の可動部に接続された第３の可動部の何れかであり、
　前記取得手段は、前記少なくとも何れかの可動部の回転位置に関する情報を取得する
請求項８から１２の何れか１項に記載の接触判定システム。
　前記１又は複数の可動部の前記少なくとも何れかの目標軌道であって、当該少なくとも何れかの可動部から見て前記対象物の表面よりも奥側まで延びる目標軌道を生成する動作制御手段
を更に備える請求項８から１３の何れか１項に記載の接触判定システム。
　作業機械が備える１又は複数の可動部の少なくとも何れかの位置に関する情報を取得する取得手段と、
　前記位置に関する情報に応じて特定される前記可動部の位置の変化量と、前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる変化量を示す閾値との比較結果に基づいて、前記作業機械と対象物との接触判定を行う判定手段と
を備える接触判定装置。
　前記位置の変化量を算出する算出手段
を更に備える請求項１５に記載の接触判定装置。
　前記接触判定の判定基準には、
　　前記位置の変化量が、前記閾値以下であることが含まれる
請求項１５又は１６に記載の接触判定装置。
　前記接触判定の判定基準には、
　　前記作業機械と対象物との接触を判定する基準となる時間間隔において、前記位置の変化量が前記閾値以下であることが含まれる
請求項１７に記載の接触判定装置。
　前記取得手段は、前記作業機械の作業内容又は前記対象物に関する情報を更に取得し、
　前記作業内容又は前記対象物に応じて、前記閾値及び前記時間間隔の少なくとも何れかを設定する設定手段を更に備えている
請求項１８に記載の接触判定装置。
　前記少なくとも何れかの可動部は、
　　前記作業機械の本体に接続された第１の可動部、
　　前記第１の可動部に接続された第２の可動部、及び
　　当該第２の可動部に接続された第３の可動部の何れかであり、
　前記取得手段は、前記少なくとも何れかの可動部の回転位置に関する情報を取得する
請求項１５から１９の何れか１項に記載の接触判定装置。
　前記１又は複数の可動部の前記少なくとも何れかの目標軌道であって、当該少なくとも何れかの可動部から見て前記対象物の表面よりも奥側まで延びる目標軌道を生成する動作制御手段
を更に備える請求項１５から２０の何れか１項に記載の接触判定装置。